JP3605877B2

JP3605877B2 - 角速度センサユニット

Info

Publication number: JP3605877B2
Application number: JP07423895A
Authority: JP
Inventors: 合毅落
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JPH08271257A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動式角速度センサ及びその出力信号を処理する出力信号処理回路をもつ角速度センサユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の角速度センサユニットは、ナビゲーションシステム等の方位検出用装置として多用されている。ところで、このものを例えば車両等の移動体に取り付けると、移動体の振動によりこのものが振動する恐れがあり、その影響で振動式角速度センサの検出精度が悪化する恐れがある。従って、移動体の振動が振動式角速度センサに伝達するのを防ぐことが望まれる。
【０００３】
そこで、従来、振動の影響を少なくした角速度センサユニットとしては、次に示すものが知られている。これは、ケースと、ケース内に配置され、振動式角速度センサ及び振動式角速度センサの出力信号を処理する出力信号処理回路を支持すると共にそれらに電気的に接続される回路基板と、ケースに取り付けられ、回路基板を支持する弾性材料からなる防振体と、ケースを貫通するよう回路基板及び外部の信号処理回路に電気的に接続され、束ねられた多数本の可撓性ワイヤーとを備えたものである。
【０００４】
このものにおいては、振動式角速度センサを支持する回路基板を防振体により支持しているので、移動体等の振動によりケースが振動しても、その振動が回路基板を介して振動式角速度センサに伝達されるを防ぐことができる。又、回路基板及び外部の信号処理回路を多数本の可撓性ワイヤーにより電気的に接続しているので、外部の信号処理回路の振動が回路基板を介して振動式角速度センサに伝達されるのを防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このものでは、回路基板及び外部の信号処理回路を電気的に接続するために、束ねられた多数本の可撓性ワイヤーを用いているので、各可撓性ワイヤー間に隙間が発生し、その結果、ケース内部の気密性が悪くなるという問題点がある。従って、ケース外部の湿気等が隙間を介してケース内部に侵入する恐れがあることから、信号処理回路等が結露して作動不良になる恐れがある。
【０００６】
尚、前記隙間の発生を回避するためには、可撓性ワイヤーを１本ずつ分離することも考えられるが、この場合、可撓性ワイヤーの強度が弱くなり、断線する恐れがある。
【０００７】
故に、本発明は、ケース外部からの振動が振動式角速度センサに伝達されるのを防止できると共に、ケース内部の気密性を良好にする角速度センサユニットを提供することを、その技術的課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために請求項１において講じた技術的手段は、ケース本体及び該ケース本体の内部空間内に配置されたベースとから構成されるケースと、前記ケース内に配置され、振動式角速度センサを支持すると共にそれに電気的に接続される第１回路基板と、前記振動式角速度センサからの出力信号を処理する出力信号処理回路を有し、前記ケース内に配置された第２回路基板と、前記第１及び第２回路基板を電気的に接続する可撓部材と、前記第２回路基板に電気的に接続され、前記ベースを貫通する剛体である出力端子と、前記ケース内を密閉状態にするよう、出力端子及びベース間を気密的に接着すると共に、ベース及びケース本体間を気密的に接着する接着剤からなるシール部材とを備えた角速度センサユニットとしたことである。
【０００９】
【作用】
上記技術的手段によれば、振動式角速度センサを支持する第１回路基板を防振体により支持したので、何らかの影響でケースが振動しても、防振体の作用でその振動が第１回路基板を介して振動式角速度センサに伝達されるのを防止できる。又、振動式角速度センサを支持する第１回路基板及び出力信号処理回路をもつ第２回路基板間を可撓部材により電気的に接続したので、外部から剛体の出力端子に振動が伝達しても、可撓部材の作用でその振動が第２回路基板から第１回路基板を介して振動式角速度センサに伝達されるのを防止できる。以上より、外部からの振動の影響で振動式角速度センサの検出精度が悪化するのを回避できる。
【００１０】
このように、第１及び第２回路基板間を可撓部材により接続したので、第２回路基板の出力端子を剛体にすることができる。これにより、出力端子を束ねなくても、その強度を確保でき、従来技術のような隙間の発生を回避できる。ここで、上記技術的手段によれば、剛体の出力端子を採用し、ケース内を密閉状態にするよう出力端子及びケース間をシール部材により気密的に接着したので、ケース内部の気密性が良好なものとなる。従って、ケース外部の湿気等がケース内部に侵入するのを回避できる。
【００１１】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本実施例について説明する。
【００１２】
図１〜図３を用いて第１実施例の角速度センサユニットの構成を説明する。
【００１３】
図１〜図３に示す角速度センサユニットは、自動車，船舶等の移動体に取り付けられており、ケース１と、水晶式角速度センサ（振動式角速度センサ）２と、第１回路基板３と、防振体４と、出力信号処理回路５と、第２回路基板６と、可撓性ワイヤー（可撓部材）７と、出力端子８と、シール部材９とを備えている。
【００１４】
ケース１は、内部空間１１ａ及び図２下端に開口１１ｂを有する筒状のケース本体１１と、内部空間１１ａ内に配置された断面コの字状のベース１２とから構成されている。ベース１２は、開口１１ｂを閉鎖するようにケース本体１１に固着されている。ベース１２は、底部１２ａと、底部１２ａから図２上方に突出する２つの突出部１２ｂ，１２ｂとを有している。
【００１５】
水晶式角速度センサ２は、振動している物体に角速度が加わったときにその振動方向に対して垂直方向に発生するコリオリ力を検出するものである。水晶式角速度センサ２は、内部空間１１ａ内に配置され、第１回路基板３に支持されている。尚、ジャイロセンサ等の圧電振動式角速度センサを採用しても良い。第１回路基板３は、水晶式角速度センサ２に電気的に接続されている。防振体４は、ベース１２の突出部１２ｂ，１２ｂに保持され、ベース１２から第１回路基板３に振動が伝達しないように第１回路基板３を支持している。防振体４はゴム等の弾性体から形成されている。
【００１６】
出力信号処理回路５は、水晶式角速度センサ２の検出した出力信号（角速度検出信号）から方位を演算するものである。出力信号処理回路５は、内部空間１１ａ内に配置された第２回路基板６に支持されている。第２回路基板６は、出力信号処理回路５に電気的に接続され、ベース１２の突出部１２ｂ，１２ｂに保持されている。可撓性ワイヤー７は、第１及び第２回路基板３，６間を電気的に接続し、第２回路基板６から第１回路基板３への振動の伝達を防ぐためのものである。
【００１７】
出力端子８は、第２回路基板６及び外部の信号処理回路（例えばナビゲーションシステム用測位装置）間を電気的に接続するものである。出力端子８は、その上端が第２回路基板６の図２下端部に半田８ａにより半田付けされ、下端部がコネクタ（図示せず）を介して外部の信号処理回路に接続される。出力端子８は、剛体からなり、所定の間隔をあけて複数本（ここでは３本）設けられ、その各々はベース１２の底部１２ａを貫通している。
【００１８】
図２及び図３に示すように、シール部材９は、出力端子８及びベース１２の底部１２ａ間を気密的に接着すると共に、ベース１２の底部１２ａ及びケース本体１１間を気密的に接着している。シール部材９は、エポキシ樹脂を溶剤で溶解させた接着剤からなり、ベース１２の底部１２ａから図２下方に突出する環状の突出壁１２ｃとケース本体１１間で形成された凹部１２ｄに、前記接着剤を充填することにより形成される。シール部材９により内部空間１１ａを完全密閉空間とすることができる。
【００１９】
尚、ベース１２には、４本のスタッドピン１０が嵌合固定されている。このスタッドピン１０は、ケース１を外部の信号処理回路を含む本体に組付る際に位置決めすると共に、ベース１２を補強するためのものである。
【００２０】
以下、上記の如く構成された角速度センサユニットの組付方法について簡単に説明する。
【００２１】
まず、第１回路基板３に水晶式角速度センサ２を組付け、第２回路基板６上に信号処理回路５を形成し、第１及び第２回路基板３，６を可撓性ワイヤー７により電気的に接続する。
【００２２】
次に、ベース１２の底部１２ａを貫通するようにベース１２の底部１２ａに３本の出力端子８を取り付ける。次いで、そのベース１２に防振体４を組付ける。
【００２３】
次いで、防振体４に第１回路基板３を組付けると共に、ベース１２に第２回路基板６を組付ける。その後、各出力端子８の上端を第２回路基板６に半田付けする。
【００２４】
最後に、ケース本体１１とベース１２の突出壁１２ｃとの間で形成される凹部１２ｄを上向きにてその内部に接着剤を充填し、加熱処理して凝固させる。これにより、各出力端子８及びベース１２間並びにベース１２及びケース本体１１間が気密的に接着される。このようにして角速度センサユニットが組付けられる。
【００２５】
以上示したように、水晶式角速度センサ２を支持する第１回路基板３を防振体４により支持したので、何らかの影響でケース本体１１が振動しても、防振体４の作用でその振動が第１回路基板３を介して水晶式角速度センサ２に伝達されるのを防止できる。又、水晶式角速度センサ２を支持する第１回路基板３及び出力信号処理回路５をもつ第２回路基板６間を可撓性ワイヤー７により電気的に接続したので、外部から剛体の出力端子８に振動が伝達しても、可撓性ワイヤー７の作用でその振動が第２回路基板６から第１回路基板３を介して水晶式角速度センサ２に伝達されるのを防止できる。以上より、外部からの振動の影響で水晶式角速度センサ２の検出精度が悪化するのを回避できる。
【００２６】
更に、第１及び第２回路基板３，６間を可撓性ワイヤー７により接続したので、第２回路基板６の出力端子８を剛体にすることができる。これにより、出力端子８を束ねなくても、その強度を確保でき、従来技術のような隙間の発生を回避できる。ここで、第１実施例によれば、剛体の出力端子８を採用し、ケース１内を密閉状態にするよう出力端子８及びケース１間をシール部材９により気密的に接着したので、ケース１内部の気密性が良好なものとなる。従って、ケース外部の湿気等がケース内部に侵入するのを回避できる。
【００２７】
以下、図４〜図９に基づいて第２実施例の角速度センサユニットの構成を説明する。
【００２８】
図４〜図６に示すように、第２実施例の角速度センサユニットも、第１実施例の角速度センサユニットと同様に、ケース１’と、水晶式角速度センサ（振動式角速度センサ）２と、第１回路基板３と、防振体４と、出力信号処理回路５と、第２回路基板６’と、可撓性ワイヤー（可撓部材）７と、出力端子８’と、シール部材９’とを備えている。この内、水晶式角速度センサ２，第１回路基板３，防振体４，出力信号処理回路５及び可撓性ワイヤー７の構成は、第１実施例のものと同一であるので、その説明は省略する。
【００２９】
ケース１’は、内部空間１１ａ及び図６下端に開口１１ｂを有する筒状のケース本体１１（第１実施例のものと同一）と、内部空間１１ａ内に配置された断面コの字状のベース１２’とから構成されている。ベース１２’は、開口１１ｂを閉鎖するようにケース本体１１に固着されている。ベース１２’は、底部１２ａ’と、底部１２ａ’から図６上方に突出する２つの突出部１２ｂ’，１２ｂ’とを有している。
【００３０】
図６に示すように、第２回路基板６’の４角は、斜めに切断されており、テーパ６ａ’になっている。又、ベース１２’の各突出部１２ｂ’の先端部（図６上端）には、爪部１２ｃ’が設けられている。この爪部１２ｃ’が第２回路基板６’のテーパ６ａ’を係止することにより、角速度センサユニットを逆さま（図６の逆さま）にした時に重力で第２回路基板６’が落下するのを防止することができる。
【００３１】
出力端子８’は、第１実施例のものと同様に、第２回路基板６’及び外部の信号処理回路（図示せず）間を電気的に接続するもので、各々が所定の間隔をおいて設けられ、剛体で形成されている。尚、ここでは４本の出力端子８’が設けられている。
【００３２】
図７に示すように、出力端子８’は、第２回路基板６’面に対して直交する方向に延在する垂直部８ａ’と、垂直部８ａ’に繋がり第２回路基板６’面に対して平行に延在する平行部８ｂ’とを有している。垂直部８ａ’の一端（自由端）は、半田８ａにより第２回路基板６’に半田付けされ、他端（平行部８ｂ’との連結端）は、ホルダ８０により保持されている。平行部８ｂ’は、ベース１２’の底部１２ａ’を貫通している。平行部８ｂ’の一端（垂直部８ａ’との連結端）は、ホルダ８０により保持され、他端（自由端）は、外部の信号処理回路にコネクタ（図示せず）を介して電気的に接続されている。ここで、出力端子８’はホルダ８０にインサート成形により固着されている。
【００３３】
シール部材９’は、出力端子８’の平行部８ｂ’及びベース１２’の底部１２ａ’間を気密的に接着すると共に、ベース１２’の底部１２ａ’及びケース本体１１間を気密的に接着している。シール部材９’は、第１実施例と同様に、エポキシ樹脂を溶剤で溶解させた接着剤からなり、ベース１２’の底部１２ａ’及びケース本体１１間に形成された凹部１２ｄ’（図８参照）に、前記接着剤を充填することにより形成される。シール部材９’により内部空間１１ａを完全密閉空間とすることができる。
【００３４】
尚、ベース１２には、スタッドピン（図示せず）を嵌入するためのスタッドピン用穴１０ａが形成されている。
【００３５】
以下、上記の如く構成された角速度センサユニットの組付方法について簡単に説明する。
【００３６】
まず、図９に示すように、第１回路基板３上に水晶式角速度センサ２を形成すると共に、第２回路基板６’上に出力信号処理回路５を形成する。次いで可撓性ワイヤー７を第１及び第２回路基板３，６’に接続する。次いで、ホルダ８０付きの４本の出力端子８’の垂直部８ａ’を所定の間隔をおいて第２回路基板６’に貫通させた後、垂直部８ａ’の先端部（図９の紙面方向端部）を第２回路基板６’に半田付けする。尚、これらの工程は入れ替えても良い。
【００３７】
次に、図９の状態から第１及び第２回路基板３，６’を取り除き、第１回路基板３に防振体４を組付ける。次いでこれらの一体部品をベース１２’に組付ける。このとき、第２回路基板６’をベース１２’に組付ける際にベース１２’の爪部１２ｃ’に第２回路基板６’のテーパ６ａ’を係止させることにより、角速度センサユニットを逆さま（図６の逆さま）にした時に重力で第２回路基板６’が落下するのを防止する。次いで図６及び図７に示すように、４本の出力端子８’の平行部８ｂ’をベース１２’の底部１２ａ’に貫通させる。
【００３８】
次に、一体部品を覆うように上方からケース本体１１を被せる。その後、今まで組付けた部品を逆さまにして凹部１２ｄ’に接着剤を充填して加熱処理して凝固させる。これにより、各出力端子８’及びベース１２’間並びにベース１２’及びケース本体１１間が気密的に接着される。このようにして角速度センサユニットが組付けられる。
【００３９】
このように、第２回路基板６’をベース１２’に組付ける前に、出力端子８’を第２回路基板６’に半田付けしているので、手作業で半田付けする必要がなく、工数を削減できる。更に、連続作業がし易く、量産性に適している。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、以下の如く効果を有する。
【００４１】
振動式角速度センサを支持する第１回路基板を防振体により支持したので、何らかの影響でケースが振動しても、防振体の作用でその振動が第１回路基板を介して振動式角速度センサに伝達されるのを防止できる。又、振動式角速度センサを支持する第１回路基板及び出力信号処理回路をもつ第２回路基板間を可撓部材により電気的に接続したので、外部から剛体の出力端子に振動が伝達しても、可撓部材の作用でその振動が第２回路基板から第１回路基板を介して振動式角速度センサに伝達されるのを防止できる。以上より、外部からの振動の影響で振動式角速度センサの検出精度が悪化するのを回避できる。
【００４２】
このように、第１及び第２回路基板間を可撓部材により接続したので、第２回路基板の出力端子を剛体にすることができる。これにより、出力端子を束ねなくても、その強度を確保でき、従来技術のような隙間の発生を回避できる。ここで、剛体の出力端子を採用し、ケース内を密閉状態にするよう出力端子及びケース間をシール部材により気密的に接着したので、ケース内部の気密性が良好なものとなる。従って、ケース外部の湿気等がケース内部に侵入するのを回避できる。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る角速度センサユニットの断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるＸ視図である。
【図４】第２実施例に係る角速度センサユニットの断面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図４におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図４におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図５におけるＹ視図である。
【図９】組付前の第１及び第２回路基板の断面図である。
【符号の説明】
１，１’ ケース
２水晶式角速度センサ（振動式角速度センサ）
３第１回路基板
４防振体
５出力信号処理回路
６，６’ 第２回路基板
７可撓性ワイヤー（可撓部材）
８出力端子
９，９’ シール部材

Claims

ケース本体及び該ケース本体の内部空間内に配置されたベースとから構成されるケースと、
前記ケース内に配置され、振動式角速度センサを支持すると共にそれに電気的に接続される第１回路基板と、
前記振動式角速度センサからの出力信号を処理する出力信号処理回路を有し、前記ケース内に配置された第２回路基板と、
前記第１及び第２回路基板を電気的に接続する可撓部材と、
前記第２回路基板に電気的に接続され、前記ベースを貫通する剛体である出力端子と、
前記ケース内を密閉状態にするよう、出力端子及びベース間を気密的に接着すると共に、ベース及びケース本体間を気密的に接着する接着剤からなるシール部材とを備えた角速度センサユニット。